[发明专利]有机硅改性沥青基水泥路面嵌缝料的制备方法在审

专利信息
申请号: 201710767468.7 申请日: 2017-08-25
公开(公告)号: CN107400375A 公开(公告)日: 2017-11-28
发明(设计)人: 许涛;汪洋;刘方韬;袁峻 申请(专利权)人: 南京林业大学
主分类号: C08L95/00 分类号: C08L95/00;C08K5/54;C09K3/10
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 210037 江苏省南京市*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 有机硅 改性沥青 水泥 路面 嵌缝料 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明是一种有机硅改性沥青基水泥路面嵌缝料制备方法,属于水泥路面技术领域。

背景技术

随着经济的高速发展,人们对交通的需求量也日益增大,水泥路面作为一种主要的路面结构铺装形式,在国内外都有着广泛的应用。由于水泥路面属于刚性路面,具有承载能力大、扩散荷载和抗磨耗能力强、使用寿命长和养护费用低等优点,同时我国的水泥产量大、分布广、供应方便且能源消耗少,所以水泥路面在公路工程上得到广泛采用。

为有效控制水泥路面面板的温度应力,减少由伸缩、翘曲变形而对路面面板产生的损坏,应在水泥路面结构上设置各种接缝,并采用嵌缝材料对接缝进行密封,以保持路面的整体性、平顺性和密水性,提高水泥路面的耐久性要求。接缝作为水泥路面中重要的组成部分,同时也是路面结构中最薄弱、最易损坏的环节之一。延长嵌缝料的使用寿命、提高嵌缝料密封效果和增强水泥路面行车的舒适性,是一项长期困扰水泥路面的嵌缝技术难题。

当前我国对嵌缝料的研究较少,材料品种也不多,当前我国主要使用的仍为沥青基嵌缝料,具有较好的防水性和较低成本,但存在粘结能力差、耐候性能不佳、高低温性能差、老化快等缺点,严重影响到水泥路面的使用性能。若嵌缝料的性能较差,往往导致在嵌缝料处出现老化破损,并产生嵌缝料外溢,接缝渗水,杂质嵌入等危害,从而致使更换嵌缝料而产生额外的养护费用并阻碍正常运营。为适应水泥混凝土路面接缝处水平和垂直方向的位移,避免嵌缝料长期处于受拉伸或剪切应力的作用下而开裂,水泥路面接缝处的嵌缝料应具有高伸长率、低模量、良好粘结等性能。因此,研发一种性能优良嵌缝料,密封接缝,能有效地提高水泥路面使用性能,减少维护养护工作量及其造成的交通不畅。

有机硅材料主链由Si-O键构成,其中硅-氧原子交替排列,在催化剂作用下,通过加入交联剂反应生成弹性体,因此其具有良好的耐候性、耐水性、耐久性以及优异耐高低温性能。由于有机硅材料主链柔软,能在-70~200℃范围内具有良好弹性和回弹能力,在建筑行业中得到了广泛应用。通过对有机硅原料进行优选,加入增塑剂、增粘剂等助剂,能使所制备的有机硅具有较好的自流平性和自粘性,起到较好密封防水的作用。

由于有机硅材料能较好满足水泥路面嵌缝材料的性能要求,且能和沥青具有较好的相容性,本发明选用有机硅作为改性剂对沥青基嵌缝料进行改性,以提高嵌缝材料的耐热性、耐候性、耐水性及赋予其优异的表面性能,并通过宏观和微观试验表征方法,分析制备的有机硅改性沥青基嵌缝料的各项性能指标,使其满足水泥路面路用性能的要求,并揭示嵌缝料的破坏机理和耐久性问题,以解决当前由于嵌缝料破坏所导致水泥路面出现的诸多问题,具有非常重要的现实意义。

为寻求性能更好的水泥路面嵌缝料,国内外学者研究了水泥路面接缝材料及其耐久性问题。研究结果表明,随着有机硅改性剂掺量的加入,可以提高乳液的单体转化率及降低凝胶率,以获得性能更加稳定的乳液。当有机硅改性剂添加入沥青中时,能大幅提高改性沥青的粘附性和韧性,由于有机硅改性剂的防水性和超低的玻璃化转变温度,可使低温下改性后的沥青不易脆裂,水很难渗透其中,沥青也因而具有抗冻性和防水性,不容易发生剥离、损坏,可有效地改善沥青的耐低温性能。

因此,综合沥青基嵌缝料和有机硅嵌缝料两者的优良性能,并弥补各自的缺陷,考虑经济和有机硅改性剂改善性能的双重效益,从而确定有机硅改性剂的最佳剂量,使改性沥青基嵌缝料的性能可以得到明显改善,对于延长嵌缝料的使用寿命,提高水泥路面的路用性能,改善水泥路面嵌缝料的耐久性具有十分重要的价值。

可见,目前水泥路面采用的嵌缝料存在使用寿命短、耐久性较差、易发生脱落、渗水和挤出损坏等问题。本发明提供有机硅改性沥青基水泥路面嵌缝料制备方法,在沥青基嵌缝料中添加适量有机硅改性剂,对嵌缝料进行优化改性,并确定各因素影响下有机硅改性剂掺量的最佳取值范围,使有机硅改性沥青基嵌缝料更好满足水泥路面的使用要求。对于提高嵌缝料的密封效果,延长其使用寿命,改善水泥路面嵌缝料的耐久性都具有重要意义。

发明内容

(1)技术问题

本发明目的是提供一种有机硅改性沥青基水泥路面嵌缝料制备方法,该方法在沥青基嵌缝料中添加适量有机硅改性剂对其进行改性,解决当前沥青基嵌缝料难以适应水泥路面的接缝宽度伸缩变化、易老化、力学性能较差,导致嵌缝料出现开裂、脱落、渗水、挤出等问题,提高嵌缝料密封效果和耐久性,延长水泥路面的使用寿命。

(2)技术方案

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